生物第5章《生物的变异》（新人教版必修2）ppt课件

生物的变异 表现型 = 基因型 +环境条件 遗传物质 外界因素 任一 因素发生变化，表现型都可能发生变化 变异的类型 基因突变 基因重组 染色体变异 不可遗传变异 可遗传变异 外界环境引起的体细胞突变 基因突变是指由于 DNA分子中发生 碱基对的 增添、缺失或改变 而引起的基因结构的改变。 增添 改变 缺失 （ D） （ d1） （ d2） （ d3） 基因突变 基因突变的时间： 有丝分裂间期、减 间期 基因突变的特点： 1、普遍性：在自然界中广泛存在 即 DNA DNA 2、随机性 可发生在生物个体发育的任何时期 和生物体内的任何细胞。 3、频率低 4、不定向性 5、一般有害性 基因突变的原因： 外因： 物理 /化学 /生物手段 内因： 脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序改变 , 从而改变了遗传信息 调研 1、 06年春，在我国部分地区又出现了小范围的禽流感疫情，研究得知 其病原体为一种新的禽流感病毒，这种病毒最可能来源于（ ） A.无性生殖 B.基因突变 C.自然条件下的基因重组 D.染色体变异 病毒的可遗传变异只有基因突变 调研 2 用射线超标的大理石装修房屋，会对未生育夫妇造成危害 进而影响生育的质量。以下说法正确的是（ ） A.射线易诱发基因突变，通过受精作用传给后代 B.射线易诱发基因突变，通过有丝分裂传给后代 C.射线易诱发染色体变异，通过减数分裂传给后代 D.射线易诱发染色体变异，通过有丝分裂传给后代 发生在体细胞中的突变， 一般 是不能传递给后代的 基因突变对遗传性状的影响 1、若基因突变发生在 非编码区 ，则可能不 影响生物的遗传性状； 2、若基因突变发生在 内含子 ，肯定不影 响生物的遗传性状；因为内含子转录的部 分在修饰时被剪切掉。 3、若基因突变发生在 外显子 ，可能不影 响生物的遗传性状；因为遗传密码具有简 并性。 它可以减少基因突变对生物造成的 伤害。 非编码区 内含子 外显子 示例 研究发现，真核生物的一个基因发生 突变后，并未引起遗传性状的改变，可能 的原因有哪些？ 1、可能是基因突变发生在非编码区； 2、可能是基因突变发生在编码区的内含子 3、可能是基因突变发生在编码区的外显子 ，虽然转录后的遗传密码可能改变，但由 于遗传密码的简并性，决定的氨基酸并未 发生改变。 还有其他情况吗？ 二、基因重组 原因：在 减数分裂 时（ 有性生殖 过程中）， 控制不同性状的基因重新组合。 实现： 主要 是通过有性生殖过程实现的 途径 1：基因自由组合（减 I后期） 途径 3：转基因（ DNA重组技术） 途径 2：交叉互换（四分体时期） 同源染色体的 非 姐妹 染色单体交叉互换 非同源染色体 的自由组合 基因重组的几种情形归纳： 基 因 重 组 自然 重组 人工 重组 1、减数第一次分裂前期（联会四分 体 ）非姐妹染色单体间的交叉互换 2、减数第一次分裂后期非同源染色体 间的自由组合 习惯上说的重组 1、细胞融合技术 2、基因工程技术 在人工条件下完成 基因的重新组合 问：自然条件下，细菌的变异能否来自基因重组？ 例 1、下列高科技成果中，根据基因重组原理进行的是 我国科学家袁隆平利用杂交技术培育出超级水稻 我国科学家将苏云金杆菌的某些基因移植到棉花体内，培育出抗虫棉 我国科学家通过返回式卫星搭载种子培育出太空椒 我国科学家通过体细胞克隆技术培养出克隆牛 A B C D 自然条件下，不进行有性生殖的生物， 如细菌，不能通过基因重组产生可遗传的变异。 基因突变和基因重组的区别 基因突 变 基因重 组 本 质 发 生 时间 发 生 可能 基因的分子结构发生改 变，产生了 新基因 ，出 现新性状 不同基因的重新组合，不 产生新基因，但产生 新的 基因型 ，使性状重组 分裂 间期 DNA复制 时 减数第一次分裂 可能性 很小 非常 普遍 三、染色体变异 细胞内的 个别染色体 增加或减少 细胞内的染色体以 染色体组 的形式 成倍增加或减少 1、染色体 结构的改变 2、染色体数目的增减 缺失 重复 倒位 易位 实质还是引起脱氧核苷酸的数目、排列顺序等的改变 21三体综合症，性腺发育不良 返回 染色体变异及相关知识： 染 色 体 变 异 结构 变异 数目 变异 1、增添 3、倒位 2、缺失 1、染色体组成倍增加或减少 2、个别染色体 4、易位 1 2 2 1 增加： 21 三体综合症； 减少： 性腺发育不良 a c d e fb 增添 （或重复） 缺失 倒位 易位 a c d e fb 示例解析： a c d e fb b a c d e fb a c d e f a c d e fb 1 2 a c d e fb 2 1 a c d e fb g i j kh l a c d e fk g i j bh l 染色体组相关知识 细胞中的一组 非同源染色体 ，在形态和功能上 各不相同 ，携 带着控制生物生长发育的 全部遗传信息 的一组染色体 例：人类的 染色体组 ： 22+X或 22+Y 根据基因型来判断：在细胞或生物体的基因型中 ，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色 体组 细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染 色体组 染色体组数变异 判断 同组内各染色体大小、形状不同 5 种形状 每一形状 3个同 3个 染色体组 (3N)每一形状 5个同 5个染色体组 (5N) 单倍体、二倍体和多倍体 二倍体：由 受精卵 发育而成的个体，体细胞中有两 个染色体组的叫做二倍体； 体细胞中含有三个及以上染色体组的叫 多倍体 体细胞中含有 本物种配子 染色体数目的个体叫 单倍体 1、单倍体只含有一个染色体组 2、二倍体生物的单倍体只含有一个染色体组 3、如果是受精卵发育成的个体，体细胞中有几个染色体组， 就称为几倍体。 4、如果是生殖细胞未经受精直接发育的个体， 无论细胞中有多少个染色体组，仍是单倍体 单 倍体 多倍体 来源 植株 特点 应 用 诱导 方法 植株弱小 高度不育 茎秆粗壮，叶片、果实和种子 都比较大，糖类和蛋白质等营 养物质的含量都有所增加 单倍体育种 多倍体育种 由 生殖细胞 直接发育 常用 花药 离体培养 秋水仙素 处理萌发的种子或幼苗 单倍体与多倍体的区别 由 受精卵 发育成 基因突变、基因重组与染色体变异的比较 返回 基因重 组 基因突 变 染色体 变 异 实质 显 微 镜 下是 否可 见 是否 产 生新 的基因 是否 产 生新 的基因型 发 生 过 程 原有基因的 重新组合 基因结构的 改变 原有基因的 重新组合 不可见 不可见 可见 不产生 产生 不产生 产生 产生 产生 只在减数分裂 DNA复制过程 有丝分裂减数分裂 相关重点知识梳理 1 1、基因变化（包括基因重组、基因突变）是 分子水平 的微观变化，因而显微镜下是不可见的； 2、基因突变导致基因结构的改变，因而产生了 新的基 因 ，在一个群体中可以使某个基因的基因频率 “从无到 有 ”，是生物变异的 根来本源 ，为生物进化的提供最初 的原材料。 3、基因重组是原有基因的重新组合，是生物变异的 主 要来源 ，是生物多样性的主要原因。 4、自然条件下的基因重组只在 减数分裂 中可能发生， 染色体变异只在分裂时有染色体出现的过程（ 有丝分 裂、减数分裂 ）中可能发生，基因突变则在 DNA分子 复制时都可能发生。 相关重点知识梳理 2 发生过程角度分析 返回 基因突变 基因重组 染色体变异 病毒的增殖 原核生物的二分裂 无丝分裂 有丝分裂 减数分裂 相关重点知识梳理 3 发生场所角度分析 返回BACK 基因突变 基因重组 染色体变异 线粒体 叶绿体 细菌的质粒 拟核 细胞核 四、变异与育种 常见的育种技术、及其原理和处理方法 单 /多倍体育种 杂交育种 诱变育种 基因工程育种 细胞工程育种 单倍体育种 原理：染色体变异 方法：花药离体培养 育种过程 AB F1 花粉 4种单倍体植株 4种纯种植株 优良品种 杂交 花药离体培养 秋水仙素 筛选 基因重组 植物组织培养 染色体数目加倍 优点：缩短了育种年限（ 2年） 获得的后代均为纯种个体 为什么说单倍体育种能明显缩短育种年限？ 花药离体培养 P 高杆 抗病 DDTT 矮杆感 病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt 配子 DT Dt dT dt DT Dt dT dt DDTT DDtt ddTT ddtt 纯合体 秋水仙素 需要的矮抗品种 单倍体育种 第 1年 第 2年 P 高杆 抗病 DDTT 矮杆感 病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 杂交育种 第 1年 第 2年 第 36 年 需要的矮抗品种 矮抗 多倍体育种 原理：染色体变异 方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 机理：抑制有丝分裂前期纺锤 体的形成，导致染色体不分离 三倍体无籽西瓜的培育过程 二倍体 幼苗 四倍体 植株 秋水仙素处理 染色体加倍 二倍体 植株 授粉 二倍体 植株 花粉 刺激 三倍体 种子 三倍体 无籽瓜 三倍体 植株 发育 第一年 第二年 该植株的西瓜的果肉细胞，种子的种 皮和胚的染色体组数各是多少？ 育种过程 例 3. 以四倍体西瓜作为母本，二倍体西瓜作为父 本进行杂交，所得西瓜中，果皮细胞、胚细胞、种 皮细胞所含的染色体组依次是（ ） A. 3、 3、 3 B. 3、 3、 4 C. 3、 4、 4 D. 4 、 3、 3 E. 4、 3、 4 F. 4、 4、 4 例 4. 已知某种小麦的基因型是 AaBbCc，且 3对基因 分别位于三对同源染色体上，利用花药进行离体培 养，获得 N株小麦幼苗，其中基因型为 aabbcc的个 体占（ ） A 0 B N/16 C N/8 D N/4 育种名称 原理 处 理方法 单 倍体育种 多倍体育种 杂 交育种 诱变 育种 基因工程育 种 细 胞工程育 种 染色体变异 花药离体培养 染色体变异 秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗 基因重组 杂交 基因突变 用理化生的方法 人工诱变 基因重组 限制酶，运载体 DNA连接酶等 细胞的全能性 植物体细胞杂交 下列表示某种农作物 和 两种品种分别培育出 三 种品种 ,根据上述过程 ,回答下列问题 : AABB aabb AaBb Ab AAaaBBbb AAbb 用 和 培育 所采用的方法 称为 _,方法 称为 _,由 和 培育 所依据的原理是 _. 用 培育出 的常用方法 是 _,由 培育成 的过程中用化学药剂 _处理 的幼苗 ,方法 和 合 称为 _育种 .其优点是 _. 由 培育出 的常用方法是 _,形成的 叫 _。依据的原理是 _。 杂交 自交 基因重组 花药离体培养 秋水仙素 单倍体 明显缩短育种年限 用 秋水仙素处理 多倍体 染色体变异 类 型 杂 交育种 诱变 育种 单 倍体育 种 多倍体育种 原理 常用 方法 优 点 缺点 实 例 将具有不同 优良性状的 两亲本杂交 用物理或化学 的方法处理生物 花药离体培养 用秋水仙素 处理萌发的 种子或幼苗 使位于不同个 体的优良性状 集中于一个个 体上 提高变异频率 加速育种进程 明显缩短 育种年限 器官大型， 营养含量高 育种时间长 有利变异少 需大量处理 供试材料 技术复杂，需与 杂交育种配合 只适用于植物 基因突变 染色体组成倍减少 染色体组成倍增加基因重组 培育矮抗小麦 培育